电阻温度计基础知识
介绍电阻温度计的基本原理、选用方法和使用要点。
什么是电阻温度计?
电阻温度计是利用金属或金属氧化物的电阻率随温度变化而变化的特性，并通过测量其电阻率来测量温度的传感器。
这些温度计也被称为rtd(电阻温度探测器)。
铂(Pt100)作为一种用于电阻温度计的金属，由于其稳定的特性和容易获得，通常被使用。
这种金属的使用确保了每个制造商之间的兼容性。
目前，电阻温度计与热电偶一起是最常用的温度传感器。
电阻温度计的特性
电阻温度计用于精确地测量温度。
- 能准确测量温度
- 能够测量非常低的温度
上面列出了电阻温度计的两个最大优点。另一方面，这些传感器不适合高温测量。
一般来说，电阻温度计用于测量环境温度，而热电偶用于测量工业炉温度。
电阻温度计原理
电阻温度计的电阻元件的电阻值以温度变化以固定比率改变。
通过通过电阻元件通过某个电流来导出温度，用仪器测量其两端的电压，并通过欧姆法律（E = IR）计算电阻值。
参考:参考温度转换表Pt100
| 温度(°C) | -100 | 0 |
|---|---|---|
| 0 | 60.26 | One hundred. |
| -10 | 56.19 | 96.09 |
| -20 | 52.11 | 92.16 |
| -30 | 48. | 88.22 |
| -40 | 43.88 | 84.27 |
| -50 | 39.72 | 80.31 |
| -60年 | 35.54 | 76.33 |
| -70年 | 31.34 | 72.33 |
| -80年 | 27.1 | 68.33 |
| -90年 | 22.83 | 64.3 |
| -100 | 18.52 | 60.26 |
| 温度(°C) | 0 | One hundred. | 200 |
|---|---|---|---|
| 0 | One hundred. | 138.51 | 175.86 |
| 10 | 103.9 | 142.29 | 179.53 |
| 20. | 107.79 | 146.07 | 183.19 |
| 30. | 111.67 | 149.83 | 186.84 |
| 40 | 115.54 | 153.58 | 190.47 |
| 50. | 119.4 | 157.33 | 194.1 |
| 60. | 123.24 | 161.05 | 197.71 |
| 70 | 127.08 | 164.77 | 201.31 |
| 80 | 130.9 | 168.48 | 204.9 |
| 90. | 134.71 | 172.17 | 208.48 |
| One hundred. | 138.51 | 175.86 | 212.05 |
| 温度(°C) | 300 | 400 | 500 |
|---|---|---|---|
| 0 | 212.05 | 247.09 | 280.98 |
| 10 | 215.61 | 250.53 | 284.3 |
| 20. | 219.15. | 253.96 | 287.62 |
| 30. | 222.68 | 257.38 | 290.92 |
| 40 | 226.21 | 260.78 | 294.21 |
| 50. | 229.72 | 264.18 | 297.49 |
| 60. | 233.21 | 267.56 | 300.75 |
| 70 | 236.7 | 270.93 | 304.01 |
| 80 | 240.18 | 274.29 | 307.25 |
| 90. | 243.64 | 277.64 | 310.49 |
| One hundred. | 247.09 | 280.98 | 313.71 |
| 温度（°C） | 600 | 700 | 800 |
|---|---|---|---|
| 0 | 313.71 | 345.28 | 375.7 |
| 10 | 316.92 | 348.38 | 378.68 |
| 20. | 320.12 | 351.46 | 381.65 |
| 30. | 323.3 | 354.53 | 384.6 |
| 40 | 326.48 | 357.59 | 387.55 |
| 50. | 329.64 | 360.64 | 390.48 |
| 60. | 332.79 | 363.67 | |
| 70 | 335.93 | 366.7 | |
| 80 | 339.06 | 369.71 | |
| 90. | 342.18 | 372.71 | |
| One hundred. | 345.28 | 375.7 |
(单位:Ω)
如何选择电阻温度计
基于电阻元素的选择
电阻温度计一般分为以下四种类型。
| 类型 | 测量范围 |
|---|---|
| 铂电阻温度计 | -200至+ 660°C（-328至+ 1220°F） |
| 铜电阻温度计 | 0 to +180°C (32 to +356°F) |
| 镍电阻温度计 | -50 to +300°C(-58°F to +572°F) |
| 铂 - 钴抵抗温度计 | -272至+ 27°C（-457.6至+ 80.6°F） |
下面列出了每种电阻温度计的特性。
铂电阻温度计
这些电阻温度计由于其电阻值随温度的变化很大，并且由于其高的稳定性和准确性，被广泛用于工业测量。
铂电阻温度计分为以下两种主要类型。Pt100是最常用的。
| 象征 | 0°C时的电阻(32°F) | 电阻率 |
|---|---|---|
| 装Pt100 | 100Ω | 1.3851 |
| PT10 | 10Ω | 1.3851 |
电阻比:100°C(212°F) / 0°C(32°F)的电阻
铜电阻温度计
这些电阻温度计在温度特性上有很小的变化，而且价格低廉。但由于电阻率(比电阻)小，尺寸不能减小。
而且，由于它们在高温下容易地氧化，因此上工作温度限制在约+ 180℃（+ 356°F）。
镍电阻温度计
这些电阻温度计每1°C(1.8°F)的电阻值变化很大，而且价格便宜。
然而，由于它们的转换点在+300°C(+572°F)左右，它们的工作温度上限较低。
铂 - 钴抵抗温度计
这些传感器使用铂/钴稀合金作为其电阻元件，用于测量非常低的温度。
根据准确度进行选择
电阻温度计的精度被指定为“测量温度的公差”。
| 班级 | 公差(°C) |
|---|---|
| 一个 | ±(0.15 + 0.002 t││) |
| B | ±(0.3 + 0.005 t││) |
测量温度的绝对值
根据内部导线的布线方式进行选择
内部导线采用两线、三线或四线制。
- 二线系统
-
一种接线系统，其中一根导线连接到电阻元件的两端。
虽然这个系统很便宜，但有必要事先检查和调整导线的电阻，因为导线电阻是按电阻值加进去的。因此，这不是一个实际的系统。
- 三线制
-
这是最常用的接线系统，其中两根导线连接电阻元件的一端，一根导线连接电阻元件的另一端。
其特点是，如果三个导体具有相同的长度，材料，线径和电阻，则可以避免导体电阻的效果。
- 四线系统
-
两根导线连接电阻元件两端的一种布线系统。
测量原理使得虽然该系统昂贵，但您可以使用它来完全避免导体阻力的影响。
为什么三线电阻温度计不受导体电阻的影响?
如图所示，三线电阻温度计配置有两个导体连接到电阻元件的一端，另一端连接到另一端。
电阻元件的电阻为R，三导体的电阻为R1, R2R3.分别(右1= R2= R3.)时，指定的电流在A到B到C的路径上流动。
(它不流向R2因为B和D有相同的潜力)
此时，三线电阻温度计的录制器有线测量A和B之间的电压以及B和C之间的电压，并记录它们作为测量值的差异。
因为流电流的值是恒定的，所以通过每个电阻的电压如
R: V
R1, R3.: V1
，
（B和C之间的电压） - （a和b之间的电压）
=（v + v1） - （v1）
= V
这样，可以避免导体电阻的影响。
根据结构进行选择
(1)通用电阻温度计(配备保护管)
这是电阻温度计最基本的结构，内部导体连接到电阻元件上，导体和元件包含在一个保护管中，一个终端连接到结构上，以便使用电阻温度计。
可选择抗振动、耐腐蚀的保护管。主要优点是价格低廉，易于搬运。
另一方面，这种结构的缺点是响应速度慢，因为它比下面描述的护套电阻温度计大。
- 一个
- 电阻元件
- B
- 内部导体
- C
- 保护管
- D
- 终端
(2)护套电阻温度计
这些电阻温度计通过将内部导体和电阻元件集成到金属护套中并用高纯的MgO（氧化镁）填充护套。
由于它们的薄管，他们最大的优势是一种快速的反应能力，没有空气层。
与其他优点一样，你也可以自由弯曲形状和减少外径。
- 一个
- 金属鞘
- B
- 电阻元件
- C
- 内部导体
- D
- MgO（氧化镁）
什么是“双元素”?
电阻温度计的电阻元件有时简单地称为“元素”。
通常，电阻温度计中只有一个电阻元件，这种结构称为“单元件”。
“双元件”是指一种含有两个电阻元件的电阻温度计。此类型用于以下目的。
- 提高可靠性，以防止故障，如内部导体断开。
- 在多个仪器(如记录仪和温度调节器)上显示和记录相同的测量值。
使用电阻温度计的要点
注意内部导线引起的错误
电阻温度计通过精确测量内部电阻元件的电阻值来计算温度。因此，有必要尽量减少导体电阻的影响。在三线制或四线制的情况下，确保导体的材料、外径、长度和电阻相同，且无温度梯度。
是否可以延长电阻温度计?
是的，通过使用电阻温度计的导体。
如果需要长导体，请检查每米的电阻值，以免产生错误。选择录像机输入信号源电阻范围内的导体。
关于插入深度引起的错误的谨慎
除非安装电阻温度计的温度测量部分以具有与测量目标的温度相同的温度，否则不能测量精确的温度。
不论电阻温度计的类型(带保护管的类型或护套类型)，请确保插入的测温段长度约为外径的15至20倍。
关于自我加热引起的错误的谨慎
当使用电阻温度计测量温度时，指定电流通过温度计以获得温度。此时，产生焦耳热，这使得电阻温度计本身加热。
这被称为“自我加热”。
自加热与指定电流的平方成比例（它还取决于电阻温度计结构和环境），如果该加热大，则可能会引起精度的误差。
一般情况下，电阻温度计的精度是根据适用的指定电流来保证的，所以只要使用规范中描述的指定电流，就不必担心自热。
注意电阻温度计的指定电流
电阻温度计的指定电流在规范中定义。
不要传递规格中描述的指定电流以外的电流。
这样做可能会导致以下问题。
- 产生的热量的变化会引起测量误差。
- 指定电流的变化也会改变测量的电压值，导致显示错误的温度。
并联布线注意事项
当一个电阻温度计与多个记录仪并联布线时，使用双元件型电阻温度计。
如果使用单元素类型，请务必为每个录像机准备一个电阻温度计。
平行布线有什么问题?(单元素类型)
记录器使指定的电流通过电阻温度计，并测量在电阻两端产生的电压。
并联接线导致指定的电流由两个记录仪提供，从而提供不准确的测量电压。
注意与记录仪连接的导线的接线位置
导线正确地连接到录音机上。如果不这样做，将导致错误的温度显示。
将三线电阻温度计与记录仪连接，如下图所示。
参考1
如何将二线电阻温度计与用于测量三线电阻温度计的记录仪连接
参考2
如何将四线电阻温度计连接到录音机，旨在测量三线电阻温度计
*由于此接线使用电阻温度计作为三线型，所以精度对应于三线类型。
